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JP4686849B2 - Tungsten seal glass for fluorescent lamps - Google Patents

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JP4686849B2
JP4686849B2 JP2000355753A JP2000355753A JP4686849B2 JP 4686849 B2 JP4686849 B2 JP 4686849B2 JP 2000355753 A JP2000355753 A JP 2000355753A JP 2000355753 A JP2000355753 A JP 2000355753A JP 4686849 B2 JP4686849 B2 JP 4686849B2
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Japan
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glass
fluorescent lamp
tungsten
ultraviolet
viscosity
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裕幸 香曽我部
幸市 橋本
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示素子等の照明装置の光源となる蛍光ランプのガラス管に使用されるタングステンシールガラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は、光源の利用法によって自然光や室内照明の光を利用する反射型液晶表示素子と、専用の照明装置、例えばバックライトの光を用いる透過型液晶表示素子とに大別される。ノート型パソコン、TVモニター、車載用計器等の高品位な表示が要求される用途には、バックライトを用いた透過型液晶表示素子が主として使用されている。腕時計や、小型の電子卓上計算機等の特に低消費電力タイプのものには反射型液晶表示素子が用いられるが、最近ではこれらについても、フロントライトを設けておき、必要に応じて点灯させて使用するものもある。
【0003】
バックライトやフロントライトの光源となる蛍光ランプの発光原理は、一般の照明用蛍光ランプと同様で、電極間の放電によって封入された水銀ガス、キセノンガス等が励起し、励起したガスから放射される紫外線によってガラス管の内壁面に塗られた蛍光体が可視光線を発光するというものである。しかし、一般用の蛍光ランプとの大きな違いは、ガラス管の径が細く、肉厚が薄いところにある。従来、この蛍光ランプのガラス管には、加工の容易さや照明用ガラスとしてのこれまでの実績から鉛ソーダ系の軟質ガラスが使用され、導入金属としては安価なジュメットが使われていた。
【0004】
ところが液晶表示素子の薄型化、軽量化、低消費電力化に伴い、蛍光ランプにもより一層の細径化、薄肉化が要求されているが、蛍光ランプの細径化は構造的に機械的強度の低下やランプの発熱の増加を伴うため、ガラス管にはより高強度、且つ低膨張であることが必要となる。また発光効率の向上のために点灯回路の高周波化が進められ、これに伴って絶縁体であるガラス管には高い体積抵抗率や、低誘電損失化も求められている。このため、従来の鉛ソーダ系の軟質ガラス材質ではこれらの要求を満足させることができなくなってきている。
【0005】
そこで、鉛ソーダ系の軟質ガラスよりも熱的、機械的に強度が高く、電気絶縁性の点でも有利なホウケイ酸系の硬質ガラスを用いて蛍光ランプを作製することが検討された。その結果、気密封止可能な硬質ガラスと金属の組合せとして、従来より知られているタングステンシールガラスとタングステン金属を用いた蛍光ランプが開発され、商品化されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したバックライト用蛍光ランプのガラス管は、従来からあるキセノンフラッシュランプ用として一般に使われているホウケイ酸系のタングステンシールガラス材質をそのまま使用し、これを単に細管状に成形、加工したものであるため、以下のような問題がある。
【0007】
(1)励起された水銀ガス等から放出される紫外線によってガラスが変色(いわゆる、紫外線ソラリゼーション)する。ガラスが変色すると、輝度の低下や発光色のずれが起こり、液晶表示素子の品質劣化につながる。
【0008】
(2)本来キセノンフラッシュランプに使用されるガラスを転用したものであるため、キセノンフラッシュランプの閃光に耐えるように、ある程度の紫外線が透過するような設計になっている。ところが蛍光ランプ用途の場合、透過した紫外線がバックライトやフロントライトを構成する他の部材、例えば樹脂製の導光板や反射板等を変色、劣化させてしまう。
【0009】
(3)失透性が非常に高く、管ガラス成型時に失透してガラスが変質しやすくなり、高い寸法精度を有するガラス管を作製することが難しくなる。寸法精度の悪いガラス管を使用すると、蛍光体の均一な塗布ができず、輝度ムラが発生する。また蛍光ランプ、導光板、反射板で構成される光学系において、設計寸法通りにアッセンブリすることができず、バックライトユニットやフロントライトユニット自体の輝度低下や輝度ムラの原因となる。
【0010】
(4)250℃におけるガラスの体積抵抗率が108.5Ω・cm程度であり、電気絶縁性が不十分である。細径、長尺、高輝度の蛍光ランプでは、点灯のために印加する電圧が高く、数百ボルトに達している。ところが電気絶縁性が高くない従来のガラスでは、リークが起こって発熱し、最悪の場合はガラスが溶解してランプ機能が完全に失われてしまうことがある。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、耐紫外線ソラリゼーション性、紫外線遮蔽性、失透性、及び電気絶縁性に優れ、バックライトやフロントライトの蛍光ランプ用ガラス管として好適なタングステンシールガラスを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の蛍光ランプ用タングステンシールガラスは、質量百分率で、SiO 65〜72.3%、B 13〜25%、Al 2〜6%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO 0.5〜5.8%、LiO+NaO+KO 3〜8%、Fe+CeO 0.01〜4%、Fe 0〜0.5%、TiO+Sb+PbO 0〜10%、ZrO 0〜2%の組成を有し、NaO/(NaO+KO)≦0.6であることを特徴とする。
【0013】
【作用】
本発明の蛍光ランプ用タングステンシールガラスにおいて、各成分の含有量を上記のように限定した理由は以下の通りである。
【0014】
SiOは、ガラスの骨格を構成するために必要な主成分であり、その含有量は65〜72.3%、好ましくは68〜72.3%である。SiO が多すぎると失透性が急激に悪化する。またシリカ原料の溶融に時間がかかり、大量生産に適さなくなる。さらにガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎてタングステンのそれと適合せず、シールが困難になる。一方、65%より少ないと化学的耐久性が悪化するために、ガラス表面にヤケ等が生じて透過率が低下し、蛍光ランプの輝度低下を招く。またガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎてタングステンのそれと適合せず、シールが困難になる。
【0015】
は溶融性の向上、粘度の調整、及び化学的耐久性の向上のために必要な成分であり、その含有量は13〜25%、好ましくは13〜19%である。Bが25%より多いとガラス融液からの蒸発が多くなって均質なガラスが得られなくなったり、ランプ製造工程中の熱加工時に蒸発して部材を汚染するといった問題が生じる。またガラスの化学的耐久性が悪化する。一方、 が少なすぎると粘度が高くなりすぎて溶融、加工が困難になる。
【0016】
Al23は、ガラスの失透性を大きく改善する成分であり、その含有量は2〜6%、好ましくは2.3〜4.5%である。Al23が6%より多いとガラス融液の粘度が高くなりすぎて、泡や脈理のないガラスが得られなくなる。一方、2%より少ないと上記した効果が得られず、均質なガラスの製造や安定した成形が困難になる。
【0017】
なお本発明においては、SiO2とAl23を、質量比でAl23/(SiO2+Al23)が0.032〜0.055の範囲になるように調整することが好ましい。この値が0.032以上であれば、液相線粘度が105dPa・s以上となって失透性が改善され、工業レベルでの安定した生産が容易になる。しかし0.055を超えるとガラス溶融が難しくなる。
【0018】
MgO、CaO、SrO、BaO、及びZnOは、ガラス融液の粘度を下げて溶融を容易にしたり、ガラスの化学耐久性を向上させる効果があり、その含有量は、合量は0.5〜5.8%、好ましくは1〜4%である。これら成分の合量が5.8%より多いとガラスに失透や分相が発生し、均質性や透明性の高いガラスを得ることができない。一方、0.5%より少ないと溶融性や化学耐久性が低下する。
【0019】
上記各成分のうち、特にBaOは粘度を下げる効果が大きく、しかもMgOやCaOよりもガラスに失透や分相を生じさせる作用が小さいため、本発明においては0.1〜4%、特に0.5〜3%含有することが望ましい。BaOが4%より多いと失透が発生し、0.1%より少ないと上記した効果を得ることができない。またMgO、CaO、SrO、及びZnOの含有量は、MgO 0〜3%(特に0〜1.5%)、CaO 0〜3%(特に0〜1.5%)、SrO 0〜5%(特に0〜2%)、ZnO 0〜5%(特に0〜2%)であることが好ましい。各成分の含有量が上記範囲を超えると失透や分相が発生し、透明なガラスが得難くなる。
【0020】
アルカリ金属酸化物であるLi2 O、Na2 O、及びK2 Oはガラスの溶融を容易にし、熱膨張係数や粘度を調節するために添加する成分であり、その含有量は合量で3〜8%、好ましくは4〜7%である。これら成分の合量が8%より多いと熱膨張係数が高くなりすぎるためタングステンシールには適さず、且つ化学的耐久性の大幅な低下を招く。一方、3%未満ではガラス化が困難になり、また熱膨張係数が小さくなり過ぎる。
【0021】
Li2 O、Na2 O、及びK2 Oの含有量は、Li2O 0〜3%(特に0.1〜2%)、Na2O 0〜5%(特に0.5〜3%)、K2O 0.5〜7%(特に1〜6%)であることが好ましい。なおLi2Oが3%を超えると分相が発生しやすくなる。Na2Oが5%を超えると熱膨張係数が大きくなりすぎる。また耐候性が悪化する。K2Oが7%を超えると熱膨張係数が大きくなりやすく、0.5%未満では熱膨張係数が小さく、またガラス化し難くなる。
【0022】
また本発明においてはNa2OとK2Oを、質量比でNa2O/(Na2O+K2O)が0.6以下となるように調整することが重要である。この値が0.6を超える場合は電気絶縁性が不十分であるが、0.6以下であれば、250℃における体積抵抗率が108.7Ω・cm以上となり、高い電気絶縁性を得ることができる。
【0023】
Fe23及びCeO2は、紫外域の波長を吸収して紫外線遮蔽性を高める成分である。またガラスの紫外線遮蔽性を高めることで、紫外線ソラリゼーションを起こりにくくすることができる。その含有量は合量で0.01〜4%、好ましくは0.015〜1%である。これらの成分の合量が4%を超えると可視光の吸収が大きくなり、蛍光ランプとして必要な輝度や色調が得られなくなる。一方、0.01%より少ないとその効果がない。
【0024】
Fe及びCeOの含有量は、Fe0〜0.5%、CeOが0〜4%(特に0〜3%)であることが好ましい。なお、Fe多すぎると着色が著しくなりやすく、CeOが4%を超えると着色とともに、失透が発生しやすくなる。なお、原料コストの面から、Feのみを使用することが望ましい。この場合、十分な紫外線遮蔽効果を得るためには、Feを0.01%以上含有させることが好ましい。
【0025】
TiO2、Sb23及びPbOは、何れもガラスに高い耐紫外線ソラリゼーション性を付与する成分であり、合量で0〜10%、好ましくは0.05〜10%、さらに好ましくは0.1〜3%である。これら成分の合量が10%を超えるとガラスに失透が発生したり、着色が生じて色ずれのない透明なガラスが得られなくなる。
【0026】
TiO2、Sb23及びPbOの含有量は、TiO2 0〜10%(特に0.1〜5%)、PbO 0〜10%(特に0〜1%)、Sb23 0〜2%(特に0〜1%)であることが好ましい。なお、TiO2が10%を超えるとガラス自身が着色し易くなり、また失透性も急激に悪化するため透明で均質なガラスが得難くなる。また、PbOが所定量を越えるとTiO2と同様にガラス自身が着色し易くなり、また、溶融時に蒸発して均質なガラスが得難くなるとともに環境上好ましくない。さらに、Sb23が所定量を越えると均質なガラスを得ることが難しくなる。
【0027】
また、PbOやSb23がガラス中に過剰に含有されていると、蛍光ランプの製造工程における熱加工によってガラスが茶色や黒色に着色してしまい、好ましくない。なお、環境上の理由から、できる限りTiO2を使用することが好ましい。
【0028】
ZrO2は耐候性を向上させる成分であり、その含有量は0〜2%、好ましくは0〜1%である。ZrO2が2%を超えると失透性が悪化する。
【0029】
さらに上記成分に加えて、ガラスの粘度の調整や耐候性、溶融性、清澄性等を改善する目的で、P25、SO3、F、Cl等の成分を適量添加することが可能である。
【0030】
上記組成を有する本発明のタングステンシールガラスは、30〜380℃の温度範囲における熱膨張係数が34〜43×10-7/℃、液相線粘度が105dPa・s以上、250℃における体積抵抗率が108.7Ω・cm以上であり、しかも耐紫外線ソラリゼーション性や紫外線遮蔽性が高いという性質を有している。
【0031】
【実施例】
次に本発明のタングステンシールガラスを実施例に基づいて説明する。
【0032】
表1〜4は本発明の実施例(試料No.1〜3、5〜20)、表5は比較例(試料No.21、22)を示している。なお試料No.4は参考例である。また試料No.21は、従来の蛍光ランプで使用されているタングステンシールガラスである。このガラスは、本来はキセノンフラッシュランプ用として開発されたものである。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】
【0037】
【表5】
【0038】
表に示したNo.1〜22の各試料は、次のようにして調製した。
【0039】
まず表に示す組成となるようにガラス原料を調合した後、白金坩堝を用いて1550℃で8時間溶融した。溶融後、融液を所定の形状に成形、加工して各ガラス試料を作製した。
【0040】
次に各試料について、線膨張係数、紫外線照射前後の可視域における分光透過率差、紫外域における分光透過率、液相線の温度とその粘度、及び体積抵抗率を測定した。結果を表6〜10に示す。なお液相線粘度及び体積抵抗率は、対数値で示した。
【0041】
【表6】
【0042】
【表7】
【0043】
【表8】
【0044】
【表9】
【0045】
【表10】
【0046】
表から明らかなように、本発明の実施例であるNo.1〜3、及び5〜20の各試料は、線膨張係数が35.1〜40.5×10-7/℃、紫外線照射による可視光透過率の低下が1.8%以下、紫外線透過率が1.6%以下、液相線粘度が10dPa・s以上、体積抵抗率が108.7Ω・cm以上であった。
【0047】
それに対し比較例であるNo.21の試料は、紫外線照射による可視光透過率の低下が8.5%と大きく、紫外線透過率が20%と高く、液相線の粘度が104.7dPa・sと小さく、しかも体積抵抗率が108.5Ω・cmと低かった。またNo.22の試料は、TiO2の添加によって紫外線透過率や紫外線照射による可視光透過率の低下は改善されているものの、液相線の粘度が104.7dPa・sと小さく、しかも体積抵抗率が108.4Ω・cmと低かった。
【0048】
なお表中の線膨張係数は、ガラスを直径約3mm、長さ約50mmの円柱に加工した後に、自記示差熱膨張計で、30〜380℃の温度範囲における平均線膨張係数を測定したものである。
【0049】
耐紫外線ソラリゼーション性は次のようにして評価した。まず厚さ1mmの板状ガラスの両面を鏡面研磨して試料を得た。次いで紫外線照射前の試料の透過率が80%を示す光の波長を測定した。さらにその試料に40Wの低圧水銀ランプによって主波長253.7nmの紫外線を60分間照射した後、照射前に透過率80%を示した波長における透過率を改めて測定することによって、紫外線照射による透過率の低下を求めた。この時、耐紫外線ソラリゼーション性の劣るガラスほどこの透過率低下が大きくなるが、液晶バックライト等の蛍光ランプ用ガラス管としては、この低下が殆どないことが重要である。
【0050】
紫外域における分光透過率は、両面を鏡面研磨した厚さ0.3mmの板ガラス試料を作製し、波長253.7nmの分光透過率を測定した。なお253.7nmの波長は水銀の輝線である。本発明の用途では、この波長の透過率が低いほどよい。
【0051】
液相線の温度及び粘度は次のようにして求めた。まず粒径0.1mm程度に粉砕したガラスをボート状の白金容器に入れ、温度勾配炉に24時間保持した後、取り出した。この試料を顕微鏡で観察して結晶の初相が出る温度(液相線温度)を測定し、次いで予め測定しておいた当該ガラスの温度と粘度の関係から、初相の温度に対応する粘度(液相線粘度)を求めた。
【0052】
体積抵抗率は、ASTM C−657に準拠する方法により、250℃における値を測定した。例えば数百ボルトの比較的高電圧で連続点灯されるφ2.6管の冷陰極蛍光ランプの場合、電極付近の温度は200℃を超えることもあり、絶縁破壊を起こさないためには、体積抵抗率は250℃で108.7Ω・cm以上が必要である。
【0053】
【発明の効果】
以上のように本発明の蛍光ランプ用タングステンシールガラスは、タングステン金属との封着に適した34〜43×10-7/℃の熱膨張係数を有し、しかも優れた耐紫外線ソラリゼーション性、紫外線遮蔽性、失透性、及び電気絶縁性を有するため、蛍光ランプ用ガラス管、特に高品位が要求される液晶表示素子用蛍光ランプのガラス管材質として好適である。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a tungsten seal glass used for a glass tube of a fluorescent lamp serving as a light source of an illumination device such as a liquid crystal display element.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display elements are broadly classified into reflective liquid crystal display elements that use natural light and room illumination light, and transmissive liquid crystal display elements that use backlight light, for example, depending on how the light source is used. A transmissive liquid crystal display element using a backlight is mainly used for applications requiring high-quality display such as notebook personal computers, TV monitors, and in-vehicle instruments. Reflective liquid crystal display elements are used for wristwatches and small electronic desk calculators, especially those with low power consumption, but recently these are also used with a front light that is turned on as necessary. Some will do.
[0003]
The light emission principle of a fluorescent lamp that is a light source for a backlight or front light is the same as that of a general lighting fluorescent lamp. Mercury gas, xenon gas, etc. enclosed by discharge between electrodes are excited and emitted from the excited gas. The fluorescent material applied to the inner wall surface of the glass tube emits visible light by ultraviolet rays. However, the major difference from a general fluorescent lamp is that the glass tube has a small diameter and a small thickness. Conventionally, lead glass soda-based soft glass has been used for the glass tube of this fluorescent lamp because of its ease of processing and past achievements as lighting glass, and inexpensive jumet has been used as the introduced metal.
[0004]
However, as the liquid crystal display elements become thinner, lighter, and consume less power, fluorescent lamps are required to be thinner and thinner, but the fluorescent lamps are structurally mechanically thin. The glass tube is required to have higher strength and lower expansion because of a decrease in strength and an increase in heat generation of the lamp. In order to improve the light emission efficiency, the frequency of the lighting circuit has been increased, and accordingly, a glass tube as an insulator is required to have a high volume resistivity and a low dielectric loss. For this reason, the conventional lead soda-based soft glass material cannot satisfy these requirements.
[0005]
Therefore, it has been studied to produce a fluorescent lamp using a borosilicate hard glass, which has higher thermal and mechanical strength than lead soda soft glass and is advantageous in terms of electrical insulation. As a result, conventionally known fluorescent lamps using tungsten seal glass and tungsten metal have been developed and commercialized as a combination of hard glass and metal that can be hermetically sealed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the glass tube of the above-described fluorescent lamp for backlight uses a borosilicate tungsten seal glass material generally used for a conventional xenon flash lamp as it is, and is simply formed into a thin tube and processed. Therefore, there are the following problems.
[0007]
(1) The glass is discolored (so-called ultraviolet solarization) by ultraviolet rays emitted from excited mercury gas or the like. When the color of the glass changes, the luminance decreases and the emission color shifts, leading to quality deterioration of the liquid crystal display element.
[0008]
(2) Since the glass used for the xenon flash lamp is originally converted, it is designed to transmit a certain amount of ultraviolet rays so as to withstand the flash of the xenon flash lamp. However, in the case of a fluorescent lamp, the transmitted ultraviolet rays discolor and deteriorate other members constituting the backlight and the front light, such as a resin light guide plate and a reflection plate.
[0009]
(3) The devitrification property is very high, the glass is easily devitrified at the time of forming the tube glass, and the glass is easily deteriorated, and it becomes difficult to produce a glass tube having high dimensional accuracy. If a glass tube with poor dimensional accuracy is used, the phosphor cannot be uniformly applied, resulting in uneven brightness. In addition, in an optical system composed of a fluorescent lamp, a light guide plate, and a reflection plate, it cannot be assembled according to the design dimensions, which causes a decrease in luminance or luminance unevenness of the backlight unit or the front light unit itself.
[0010]
(4) The volume resistivity of the glass at 250 ° C. is about 10 8.5 Ω · cm, and the electrical insulation is insufficient. In a small-diameter, long, and high-intensity fluorescent lamp, the voltage applied for lighting is high, reaching several hundred volts. However, in the conventional glass that does not have high electrical insulation, leakage occurs and heat is generated, and in the worst case, the glass melts and the lamp function may be completely lost.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is excellent in ultraviolet solarization resistance, ultraviolet shielding property, devitrification, and electrical insulation, and is suitable as a tungsten seal as a glass tube for a fluorescent lamp of a backlight or front light. The object is to provide glass.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
That is, the tungsten seal glass for a fluorescent lamp of the present invention is, in mass percentage, SiO 2 65 to 72.3 %, B 2 O 3 13 to 25%, Al 2 O 3 2 to 6%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0.5 to 5 0.8%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 3-8%, Fe 2 O 3 + CeO 2 0.01-4%, Fe 2 O 3 0-0.5 %, TiO 2 + Sb 2 O 3 + PbO 0-10 %, ZrO 2 0 to 2%, and Na 2 O / (Na 2 O + K 2 O) ≦ 0.6.
[0013]
[Action]
In the tungsten seal glass for a fluorescent lamp of the present invention, the reason why the content of each component is limited as described above is as follows.
[0014]
SiO 2 is a main component necessary for constituting the skeleton of the glass, and its content is 65 to 72.3 %, preferably 68 to 72.3 %. When the SiO 2 is too large, devitrification is rapidly worsening. In addition, it takes time to melt the silica raw material, making it unsuitable for mass production. Furthermore, the coefficient of thermal expansion of the glass becomes too small to be compatible with that of tungsten, making sealing difficult. On the other hand, if it is less than 65%, the chemical durability is deteriorated, so that the glass surface is burned, the transmittance is lowered, and the luminance of the fluorescent lamp is lowered. In addition, the coefficient of thermal expansion of the glass becomes too large to match that of tungsten, making sealing difficult.
[0015]
B 2 O 3 is a component necessary for improving meltability, adjusting viscosity, and improving chemical durability, and its content is 13 to 25%, preferably 13 to 19%. When B 2 O 3 is more than 25%, there is a problem that evaporation from the glass melt increases and a homogeneous glass cannot be obtained, or the member is evaporated by evaporation during heat processing during the lamp manufacturing process. Moreover, the chemical durability of glass deteriorates. On the other hand, B 2 O 3 becomes too high if too little viscosity melt, processing becomes difficult.
[0016]
Al 2 O 3 is a component that greatly improves the devitrification of the glass, and its content is 2 to 6%, preferably 2.3 to 4.5%. If the Al 2 O 3 content is more than 6%, the viscosity of the glass melt becomes too high, and it becomes impossible to obtain a glass free from bubbles and striae. On the other hand, if it is less than 2%, the above-mentioned effects cannot be obtained, and it becomes difficult to produce homogeneous glass and to form stably.
[0017]
In the present invention, it is preferable to adjust SiO 2 and Al 2 O 3 so that Al 2 O 3 / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) is in a range of 0.032 to 0.055 by mass ratio. . If this value is 0.032 or more, the liquidus viscosity becomes 10 5 dPa · s or more, devitrification is improved, and stable production at an industrial level becomes easy. However, if it exceeds 0.055, glass melting becomes difficult.
[0018]
MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO have the effect of facilitating melting by lowering the viscosity of the glass melt or improving the chemical durability of the glass. 5.8%, preferably 1-4%. When the total amount of these components is more than 5.8%, devitrification and phase separation occur in the glass, and it is impossible to obtain a glass with high homogeneity and transparency. On the other hand, if it is less than 0.5%, the meltability and chemical durability are lowered.
[0019]
Of the above components, BaO is particularly effective in reducing the viscosity, and is less effective in causing devitrification and phase separation in the glass than MgO and CaO. It is desirable to contain 5 to 3%. When BaO is more than 4%, devitrification occurs, and when it is less than 0.1%, the above-described effects cannot be obtained. The contents of MgO, CaO, SrO and ZnO are MgO 0-3% (especially 0-1.5%), CaO 0-3% (especially 0-1.5%), SrO 0-5% ( In particular, 0 to 2%) and ZnO 0 to 5% (particularly 0 to 2%) are preferable. If the content of each component exceeds the above range, devitrification or phase separation occurs, making it difficult to obtain a transparent glass.
[0020]
Li 2 O is an alkali metal oxide, Na 2 O, and K 2 O facilitates melting of the glass, a component added to adjust the thermal expansion coefficient and viscosity, the content is 3 in total -8%, preferably 4-7%. If the total amount of these components is more than 8%, the coefficient of thermal expansion becomes too high, so that it is not suitable for a tungsten seal, and the chemical durability is greatly lowered. On the other hand, if it is less than 3%, vitrification becomes difficult, and the thermal expansion coefficient becomes too small.
[0021]
The content of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is Li 2 O 0 to 3% (particularly 0.1 to 2 %), Na 2 O 0 to 5% (particularly 0.5 to 3%). K 2 O is preferably 0.5 to 7% (particularly 1 to 6%). If Li 2 O exceeds 3%, phase separation tends to occur. When Na 2 O exceeds 5%, the thermal expansion coefficient becomes too large. Moreover, the weather resistance deteriorates. If K 2 O exceeds 7%, the thermal expansion coefficient tends to be large, and if it is less than 0.5%, the thermal expansion coefficient is small and vitrification becomes difficult.
[0022]
In the present invention, it is important to adjust Na 2 O and K 2 O so that Na 2 O / (Na 2 O + K 2 O) is 0.6 or less in terms of mass ratio. If this value exceeds 0.6, the electrical insulation is insufficient, but if it is 0.6 or less, the volume resistivity at 250 ° C. is 10 8.7 Ω · cm or more, and high electrical insulation is obtained. Can do.
[0023]
Fe 2 O 3 and CeO 2 are components that absorb ultraviolet wavelengths and improve ultraviolet shielding properties. Moreover, ultraviolet solarization can be made difficult to occur by increasing the ultraviolet shielding property of the glass. The total content is 0.01 to 4%, preferably 0.015 to 1%. When the total amount of these components exceeds 4%, the absorption of visible light increases, and the brightness and color tone necessary for a fluorescent lamp cannot be obtained. On the other hand, if less than 0.01%, the effect is not obtained.
[0024]
The content of Fe 2 O 3 and CeO 2 is preferably 0 to 0.5% for Fe 2 O 3 and 0 to 4% (particularly 0 to 3%) for CeO 2 . Incidentally, Fe 2 O 3 tends too colored becomes remarkable, with colored and CeO 2 exceeds 4%, devitrification is likely to occur. From the viewpoint of raw material cost, it is desirable to use only Fe 2 O 3 . In this case, in order to obtain a sufficient ultraviolet shielding effect, it is preferable to contain Fe 2 O 3 by 0.01% or more.
[0025]
TiO 2 , Sb 2 O 3 and PbO are all components that impart high ultraviolet solarization resistance to glass, and the total amount is 0 to 10%, preferably 0.05 to 10%, more preferably 0.1. ~ 3%. When the total amount of these components exceeds 10%, devitrification occurs in the glass, or coloring occurs, and a transparent glass free from color shift cannot be obtained.
[0026]
The contents of TiO 2 , Sb 2 O 3 and PbO are TiO 2 0-10% (especially 0.1-5%), PbO 0-10% (especially 0-1%), Sb 2 O 3 0-2. % (Particularly 0 to 1%). If TiO 2 exceeds 10%, the glass itself tends to be colored, and the devitrification property deteriorates rapidly, making it difficult to obtain a transparent and homogeneous glass. On the other hand, if PbO exceeds a predetermined amount, the glass itself is likely to be colored like TiO 2, and it is difficult to obtain a homogeneous glass by evaporating at the time of melting. Furthermore, when Sb 2 O 3 exceeds a predetermined amount, it becomes difficult to obtain a homogeneous glass.
[0027]
Further, if PbO or Sb 2 O 3 is excessively contained in the glass, the glass is colored brown or black due to thermal processing in the manufacturing process of the fluorescent lamp, which is not preferable. For environmental reasons, it is preferable to use TiO 2 as much as possible.
[0028]
ZrO 2 is a component for improving weather resistance, and its content is 0 to 2%, preferably 0 to 1%. When ZrO 2 exceeds 2%, devitrification deteriorates.
[0029]
In addition to the above components, an appropriate amount of components such as P 2 O 5 , SO 3 , F, and Cl can be added for the purpose of adjusting the viscosity of the glass and improving weather resistance, meltability, clarity, and the like. is there.
[0030]
The tungsten seal glass of the present invention having the above composition has a thermal expansion coefficient of 34 to 43 × 10 −7 / ° C. in a temperature range of 30 to 380 ° C., a liquidus viscosity of 10 5 dPa · s or more, and a volume at 250 ° C. Its resistivity is 10 8.7 Ω · cm or more, and it has properties such as high resistance to ultraviolet solarization and high ultraviolet shielding properties.
[0031]
【Example】
Next, the tungsten seal glass of this invention is demonstrated based on an Example.
[0032]
Tables 1 to 4 show examples of the present invention (sample Nos. 1 to 3 and 5 to 20), and Table 5 shows comparative examples (samples No. 21 and 22). Sample No. 4 is a reference example. The sample No. 21 is a tungsten seal glass used in a conventional fluorescent lamp. This glass was originally developed for xenon flash lamps.
[0033]
[Table 1]
[0034]
[Table 2]
[0035]
[Table 3]
[0036]
[Table 4]
[0037]
[Table 5]
[0038]
No. shown in the table. Each sample of 1-22 was prepared as follows.
[0039]
First, glass materials were prepared so as to have the composition shown in the table, and then melted at 1550 ° C. for 8 hours using a platinum crucible. After melting, the melt was shaped into a predetermined shape and processed to prepare each glass sample.
[0040]
Next, for each sample, the linear expansion coefficient, the difference in spectral transmittance in the visible region before and after ultraviolet irradiation, the spectral transmittance in the ultraviolet region, the temperature and viscosity of the liquidus, and the volume resistivity were measured. The results are shown in Tables 6-10. The liquidus viscosity and volume resistivity are shown as logarithmic values.
[0041]
[Table 6]
[0042]
[Table 7]
[0043]
[Table 8]
[0044]
[Table 9]
[0045]
[Table 10]
[0046]
As is apparent from the table, No. 1 as an example of the present invention. Samples 1 to 3 and 5 to 20 have a linear expansion coefficient of 35.1 to 40.5 × 10 −7 / ° C., a decrease in visible light transmittance due to ultraviolet irradiation of 1.8% or less, and an ultraviolet transmittance. Was 1.6% or less, the liquidus viscosity was 10 5 dPa · s or more, and the volume resistivity was 10 8.7 Ω · cm or more.
[0047]
On the other hand, a comparative example No. Sample No. 21 has a large decrease in visible light transmittance due to ultraviolet irradiation of 8.5%, a high ultraviolet transmittance of 20%, a low liquidus viscosity of 10 4.7 dPa · s, and a volume resistivity. It was as low as 10 8.5 Ω · cm. No. In the sample No. 22, the addition of TiO 2 has improved the UV transmittance and the decrease in visible light transmittance due to UV irradiation, but the viscosity of the liquidus is as small as 10 4.7 dPa · s and the volume resistivity is 10 It was as low as 8.4 Ω · cm.
[0048]
The linear expansion coefficient in the table is obtained by measuring an average linear expansion coefficient in a temperature range of 30 to 380 ° C. with a self-recording differential thermal dilatometer after processing the glass into a cylinder having a diameter of about 3 mm and a length of about 50 mm. is there.
[0049]
The ultraviolet solarization resistance was evaluated as follows. First, a sample was obtained by mirror-polishing both surfaces of a 1 mm thick plate glass. Next, the wavelength of light at which the transmittance of the sample before ultraviolet irradiation showed 80% was measured. Further, after irradiating the sample with ultraviolet light having a main wavelength of 253.7 nm for 60 minutes with a 40 W low-pressure mercury lamp, the transmittance at a wavelength showing a transmittance of 80% is measured again before irradiation, whereby the transmittance by ultraviolet irradiation is measured. Sought to decrease. At this time, the lowering of the transmittance becomes larger as the glass having inferior ultraviolet solarization resistance is reduced. However, it is important that the glass tube for a fluorescent lamp such as a liquid crystal backlight hardly has this reduction.
[0050]
The spectral transmittance in the ultraviolet region was measured by measuring a spectral transmittance at a wavelength of 253.7 nm by preparing a plate glass sample having a thickness of 0.3 mm with both surfaces mirror-polished. The wavelength of 253.7 nm is a mercury emission line. For applications of the present invention, the lower the transmittance at this wavelength, the better.
[0051]
The temperature and viscosity of the liquidus were determined as follows. First, glass crushed to a particle size of about 0.1 mm was placed in a boat-shaped platinum container, held in a temperature gradient furnace for 24 hours, and then taken out. The sample is observed with a microscope to measure the temperature at which the initial phase of the crystal appears (liquidus temperature), and then the viscosity corresponding to the temperature of the initial phase is determined from the relationship between the temperature and viscosity of the glass measured in advance. (Liquidus viscosity) was determined.
[0052]
The volume resistivity was measured at 250 ° C. by a method based on ASTM C-657. For example, in the case of a φ2.6 tube cold cathode fluorescent lamp that is continuously lit at a relatively high voltage of several hundred volts, the temperature in the vicinity of the electrode may exceed 200 ° C. The rate should be 10 8.7 Ω · cm or more at 250 ° C.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, the tungsten seal glass for a fluorescent lamp of the present invention has a thermal expansion coefficient of 34 to 43 × 10 −7 / ° C. suitable for sealing with tungsten metal, and has excellent ultraviolet solarization resistance and ultraviolet light. Since it has shielding properties, devitrification properties, and electrical insulation properties, it is suitable as a glass tube material for fluorescent lamp glass tubes, particularly for fluorescent lamps for liquid crystal display elements that require high quality.

Claims (4)

質量百分率で、SiO 65〜72.3%、B 13〜25%、Al 2〜6%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO 0.5〜5.8%、LiO+NaO+KO 3〜8%、Fe+CeO 0.01〜4%、Fe 0〜0.5%、TiO+Sb+PbO 0〜10%、ZrO 0〜2%の組成を有し、NaO/(NaO+KO)≦0.6であることを特徴とする蛍光ランプ用タングステンシールガラス。By mass percentage, SiO 2 65~ 72.3%, B 2 O 3 13 ~25%, Al 2 O 3 2~6%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0.5~5.8%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 3~ 8%, Fe 2 O 3 + CeO 2 0.01-4%, Fe 2 O 3 0-0.5% , TiO 2 + Sb 2 O 3 + PbO 0-10%, ZrO 2 0-2% Na 2 O / (Na 2 O + K 2 O) ≦ 0.6, tungsten seal glass for fluorescent lamps TiO+Sb+PbOが0.05〜10%であることを特徴とする請求項1記載の蛍光ランプ用タングステンシールガラス。The tungsten seal glass for a fluorescent lamp according to claim 1, wherein TiO 2 + Sb 2 O 3 + PbO is 0.05 to 10%. BaOの含有量が0.1〜4%であることを特徴とする請求項1の蛍光ランプ用タングステンシールガラス。  The tungsten seal glass for a fluorescent lamp according to claim 1, wherein the content of BaO is 0.1 to 4%. Al/(SiO+Al)が0.032〜0.055であることを特徴とする請求項1の蛍光ランプ用タングステンシールガラス。 Al 2 O 3 / (SiO 2 + Al 2 O 3) is a fluorescent lamp for a tungsten sealing glass according to claim 1, characterized in that a 0.032 to 0.055.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005041729A (en) * 2003-07-28 2005-02-17 Nippon Electric Glass Co Ltd Illuminating glass
US20090141478A1 (en) * 2005-04-01 2009-06-04 Yasurou Niguma Glass composition for lamp, lamp, backlight unit and method for producing glass composition for lamp
DE102005023702B4 (en) 2005-05-23 2012-01-26 Schott Ag Hydrolysis resistant glass, a process for its preparation and its use
CN112876065B (en) * 2021-02-05 2022-10-11 北京国信同创科技有限责任公司 Lead-containing glass capable of transmitting medium-wave ultraviolet rays and preparation method and application thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06199540A (en) * 1992-09-12 1994-07-19 Carl Zeiss:Fa High chemical resisting and high heat resisting borosilicate glass capable of forming seal with tungsten
JPH0977529A (en) * 1995-09-14 1997-03-25 Nippon Electric Glass Co Ltd Tungsten sealing glass
JPH11292565A (en) * 1998-04-13 1999-10-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd Ultraviolet ray and infrared ray absorbing low transmission glass

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06199540A (en) * 1992-09-12 1994-07-19 Carl Zeiss:Fa High chemical resisting and high heat resisting borosilicate glass capable of forming seal with tungsten
JPH0977529A (en) * 1995-09-14 1997-03-25 Nippon Electric Glass Co Ltd Tungsten sealing glass
JPH11292565A (en) * 1998-04-13 1999-10-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd Ultraviolet ray and infrared ray absorbing low transmission glass

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